[發明專利]一種基于新能源發電設備的火電機組一次調頻系統

在審

• 申請號: 202110714279.X
• 申請日: 2021-06-25
• 公開（公告）號: CN113300419A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 高峰;兀鵬越;孫鋼虎;寇水潮;柴琦;王小輝;楊沛豪;馬晉輝;趙俊博;陳磊
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48;H02J3/46;H02J3/24;H02J13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 閔岳峰

本發明公開了一種基于新能源發電設備的火電機組一次調頻系統，包括高壓母線、主變壓器、發電機、高壓廠用變壓器、6kV廠用電母線、升壓變壓器和新能源發電設備；其中，所述新能源發電設備經升壓變壓器通過新能源出口斷路器連接至高壓廠用變壓器；所述發電機經主變壓器通過發電機出口斷路器連接至高壓母線，發電機經高壓廠用變壓器通過高壓廠用斷路器連接至6kV廠用電母線。本發明能夠大大改善提升一次調頻響應品質，增加發電企業的經濟效益。

技術領域

本發明屬于火力發電技術領域，具體涉及一種基于新能源發電設備的火電機組一次調頻系統。

背景技術

國內的火力發電廠，因受供電煤質波動、風粉系統在線測量精度不高等客觀因素的影響，在較快升降負荷速率時，控制系統難以保證機組的參數穩定，同時加劇了機組的煤耗與磨損。目前采用的高壓調門節流技術以及多變量協同優化系統，雖然可以在大幅提升機組快速調節能力的同時兼顧機組的運行穩定性及長期的節能收益，但是機組實際負荷變化與電網一次調頻考核要求的理想負荷變化曲線之間仍存在一定的差距，因此有必要通過其他手段來補充機組負荷響應的不足。

現有技術中，一般利用儲能電池參與到火力發電廠一次調頻控制中，但儲能電池改造比較復雜，對原系統改造的工作量較大，同時儲能電池及相關逆變系統造價過高，且容易損壞。新能源發電設備可以對自身的發電功率進行實時控制，具有響應速度快、控制精確等優點。某些火力發電廠廠用電系統接入了新能源發電設備，但其功率信號未接入PMU系統，不能參與到火電機組的一次調頻。

發明內容

本發明的目的在于針對現有廠用電接入的新能源發電設備無法參與機組一次調頻，不能幫助機組改善一次調頻性能，提供了一種基于新能源發電設備的火電機組一次調頻系統，該系統結構簡單，改造運維成本低，新能源發電設備的功率信息傳輸至PMU裝置，新能源發電設備的功率與發電機輸出功率之和作為機組實際發電功率傳輸至調度中心，作為機組一次調頻指標，大大改善提升一次調頻響應品質，增加發電企業的經濟效益。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案來實現：

一種基于新能源發電設備的火電機組一次調頻系統，包括高壓母線、主變壓器、發電機、高壓廠用變壓器、6kV廠用電母線、升壓變壓器和新能源發電設備；其中，

所述新能源發電設備經升壓變壓器通過新能源出口斷路器連接至高壓廠用變壓器；所述發電機經主變壓器通過發電機出口斷路器連接至高壓母線，發電機經高壓廠用變壓器通過高壓廠用斷路器連接至6kV廠用電母線。

本發明進一步的改進在于，新能源發電設備能夠快速控制發電功率，即新能源發電設備能夠實時改變向廠用電系統輸送的發電功率。

本發明進一步的改進在于，還包括相量測量裝置PMU，發電機出口電流、電壓信號經電纜接入相量測量裝置PMU，新能源發電設備出口電流、電壓信號經電纜接入相量測量裝置PMU，相量測量裝置PMU用于計算出發電機功率及新能源設備發電功率，并將發電機功率與新能源發電功率之和作為機組發電總功率上傳至調度中心。

本發明進一步的改進在于，新能源發電設備功率控制策略根據原有機組一次調頻能力進行配置，使機組發電功率與新能源設備發電功率之和滿足一次調頻指標，改善機組一次調頻性能，減免一次調頻考核。

本發明進一步的改進在于，機組正常運行，新能源發電設備正常運行時，新能源發電設備接入機組廠用電系統并參與機組一次調頻，發電機出口斷路器、高壓廠用斷路器和新能源出口斷路器在合位。